Study of 32-multiplexing transmission antenna system in the millimeter-wave band based on rectangular-coordinate two-dimensional polarity orthogonality

基于直角坐标二维极性正交性的毫米波段32复用发射天线系统研究

基本信息

批准号：
21H01321
负责人：
廣川二郎
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01321/
关键词：
アンテナシステムミリ波多重伝送極性直交性直角座標系

项目摘要

(a)アンテナ…並列給電導波管スロットアンテナの構造簡素化の1つとして，リッジグルーブギャップ導波路を用いた非接触並列給電により，8x8素子の側壁装荷型磁電ダイポールアンテナを検討した。金属ピラーの周囲に側壁を装荷して広帯域化を実現した。リッジギャップ導波路とE面グルーブギャップ導波路を組み合わせて給電層を構成し，低損失とギャップ導波路間のアイソレーションを向上させた。製作の都合上，Qバンド(33GHz-50GHz)で設計，試作した。反射が-10dB以下の帯域幅は，34.5～49.4 GHzにおいて35.9%に拡大した。また，34.3 GHzから34.7 GHzおよび35.6 GHzから48.7 GHzにおいてアンテナ効率は75%以上となり，帯域幅は32.5%となった。(b)伝送特性…60GHz帯において2次元モノパルス並列給電導波管スロットアレーと高速近接無線モジュールを組み合わせた2多重QPSK伝送実験を行った。誤り訂正でエラーフリーとなるBERを10^-3としたときのSNR9.8dB以上となる2つのポートにおける入力電力比の範囲は，送信ポートの固定減衰器が10dBの場合には25dB，20dBの場合には30dB，30dBの場合には15dBとなった。60GHz帯での空間多重が伝送できることが実ハード上にて確認した。(c)信号処理…直角座標系直交多重伝送の劣化を信号処理により補正する手法を修得した。ROM伝送の応答は理想的に既知であることと，補正用の送信信号を用意することで受信信号からポート間の振幅・位相誤差を逆行列計算により算出した。

(a) 天线：并行馈电波导作为简化缝隙天线结构的一种方法，我们研究了使用脊槽间隙波导的非接触并行馈电的 8x8 元件侧壁加载磁电偶极子天线。通过在金属柱周围加载侧壁来实现宽带。馈电层由脊间隙波导和E面凹槽间隙波导组合而成，从而实现低损耗并改善间隙波导之间的隔离度。出于制造原因，我们设计并制作了 Q 频段 (33GHz-50GHz) 原型。反射小于-10dB的带宽从34.5到49.4GHz扩展至35.9%。此外，34.3GHz至34.7GHz和35.6GHz至48.7GHz的天线效率均超过75%，带宽为32.5%。 (b)传输特性：利用二维单脉冲并馈波导缝隙阵列和高速近距离无线模块的组合，在60 GHz频段进行了二路复用QPSK传输实验。当纠错无误码为10^-3时，若发送端口固定衰减器为10，则信噪比9.8dB以上的两端口输入功率比范围为25dB和20dB 30dB的情况下变成30dB，30dB的情况下变成15dB。我们在实际硬件上确认了空间复用可以在60GHz频段传输。 (c)信号处理：我们学习了一种通过信号处理来纠正直角坐标系中正交复用传输劣化的方法。由于 ROM 传输的响应在理想情况下是已知的，并且通过准备用于校正的传输信号，因此可以通过逆矩阵计算根据接收信号计算端口之间的幅度和相位误差。